Контрольные вопросы.

1. Физические величины и их классификация. Уравнения физических величин.

2. Размерности физических величин. Правило размерностей.

3. Системы единиц измерения физических величин. Система СИ.

4. Методы определения численного значения измеряемой величины.

5. Погрешности или ошибки измерений и их классификация.

6. Определение абсолютных и относительных погрешностей при прямых измерениях.

7. Определение абсолютных и относительных погрешностей при косвенных измерениях.

Лабораторная работа № 5 "Определение основных параметров вращательного движения на примере махового колеса"

Цель работы: изучить закономерности и определить основные параметры вращательного движения на примере махового колеса.

Приборы и принадлежности: маховое колесо с грузом, секундомер, штангенциркуль.

1. Основные понятия, законы и параметры вращательного движения

Момент силы характеризует результат действия силы на твердое тело. Различают момент силы относительно центра (точки) и оси вращения.

Моментом силы относительно оси или центра вращения называют векторную физическую величину, модуль которой равен произведению модуля силы на плечо (рис. 1):

M=Fℓ или M=Fℓ,

где ℓ - плечо силы это кратчайшее расстояние от направления действия силы до оси или центра вращения.

В векторной форме

M=[rF].

Вектор M всегда перпендикулярен плоскости, в которой находятся векторы и, т.е. направлен по оси вращения "по правилу правого винта".

В общем случае, когда на тело действует сил, рассматриваютполный момент сил:

.

Условие равновесия тела с закрепленной осью вращения:

.

Моментом инерции материальной точки относительно какой-либо оси или центра вращения называется скалярная физическая величина, равная произведению массы материальной точки на квадрат расстояния от нее до оси или центра вращения:

I=mr².

Момент инерции тела - полный момент инерции равен сумме моментов инерции материальных точек тела относительно выбранной оси вращения:

или .

Основной закон динамики вращательного движения

.

Моментом импульса материальной точки относительно неподвижной оси (центра вращения) называется вектор L, равный векторному произведению радиус-вектора r, проведенного от оси (из центра вращения О) в место нахождения материальной точки, на вектор p ее импульса:

L=[rp]=[rmv],

где m - масса материальной точки;

v - скорость материальной точки.

Моментом импульса системы (тела) относительно неподвижного центра вращения О называется геометрическая сумма L моментов импульса относительно той же точки О всех материальных точек системы

,

где r_i, m_i, v_i - радиус-вектор, масса и скорость i-й материальной точки;

n - общее число этих точек в системе.

Момент импульса тела связан с моментом инерции и угловой скоростью соотношением

L=Iω.

Общий вид второго закона динамики для тел, вращающихся относительно неподвижной оси

.

Третий закон Ньютона при вращательном движении:

M₁₂= - M₂₁.